电气设备触点电蚀原因及保护方法

精品文档-下载后可编辑电气设备触点电蚀原因及保护方法【摘要】本文阐明了电气设备触点“电蚀”原因是由于触点间气体放电所致，分析了触点间气体放电过程、现象，同样也分析了“打火”原因及消除“火花”保护触点的电路和其它方法。

【关键词】电气设备；触点；电蚀原因；保护方法

磁力启动器，交流接触器操作机构的辅助触点及继电器触点（以下统简称“触点”）在电力拖动和继电保护自动控制装置中，是不可缺少的部件，在供电系统中占有十分重要的位置。

“触点”损坏状况，直接影响供电系统的安全，引发事故。因此，我们不仅要求控制保护装置原理可靠设计，计算与安装正确，运行维护保养良好外，还应要求组成控制保护装置的各种部件质量良好、可靠，尤其是要找出“触点”损坏的主要原因，并对其进行分析和采取相应的保护方法。

一、“触点”电蚀现象分析

“触点”一般是指簧片端部的银接点（也有的接点采用铂、铂银合金、钨等材料）。我们发现，许多“触点”尽管产品质量合格，并且规定的技术条件正确无误地安装和使用，在远远没有达到它应有的机械磨损寿命之前，就会出现斑点、凹陷，“触点”面无光泽的现象，但便是“电蚀”的结果。“电蚀”的过程就是“触点”间气体放电的过程。

根据汤逊理论，气体放电现象是由于崩发展形成的，空气由于外界影响的存在，每立方厘米空气中就带有500对正负离子，这样，空气就不为理想的绝缘体了。当然“触点”两端加电压时，就有电流通过间隙，电压愈高，电流愈大，电流将随电压的升高而升高，这是因为电子在增强的电场内获得足够的动能，以致在气隙内发生碰撞游离，碰撞游离产生的电子也将发生碰撞游离。所以电子流将向雪崩似的迅速增高，形成“电子崩”，当电压继续增高至一数值时，电流突然增高，以致气体被穿，形成气体放电。气体放电引起的机械损伤便是“电蚀”。

由于空气绝缘体的穿电压为30KV/㎝。“触点”的切断负荷大多为感性负荷，如图1所示。

根据经典法所分析线性电力换路定律，具有储能元件的电路，从一个稳定状态变为另一个稳定状态时，一般经过一个过渡过程。换路的瞬间，电感中的电流和电容上的电压和换路前一样，能量不能突变。根据克希荷夫第二定律，下换路后各瞬间的微分过程：L+ri=u（t）L+ri/=u（t）（强制分量）L//+ri//=0（自由分量）故i=i/+i//UL=riUL=。当（图1）K断开瞬间，UL和成正比，“触点”间距离很小时，空气很容易穿成电弧，电弧维持电流不突然下降到零，并且把线圈磁场中的储能Wc=LI2转化为热能，从而烧坏“触点”。如图2所示电路。“触点”k断开瞬间，“触点”间的电压值：i=i/+i″=+0=4.4A，UL=4.4×2200=9680（v）

当由于气体穿时临界电压约为3000V/0.1㎝，故当触点断开瞬间，其行程在9680V/=0.32cm之内时，便发生气体放电。

二、“触点“电蚀的主要原因

1.产品质量低劣，例如弹簧压力不够，弹性性能不好，导电性能差，接触电阻远远超过正常值（0.1-0.01Ω），导电容易产生粘连，断开时易发生跳跃和“打头”现象，即“电蚀”现象。

2.吸动（起动）电流（电压）小，保持电流（电压）小，断开时易发生跳跃“打火”产生“电蚀”现象。

3.使用不当，超过“触点”，引起“触点”粘连，凹凸不平，因而断合时易发生跳跃“打火”产生“电蚀”现象。

4.维护保养不妥，灰尘长期积淀，接触面不清洁及处理不当，断合时易发生跳跃“打火”产生“电蚀”现象。

5.控制保护原理设计，计算有错误或不足，“触点”长期不停地重复操作断合运动、加速机械磨损，久之便在不断合时易发生跳跃和“打火”，从而产生“电蚀”现象。

6.安装质量不符合产品厂家要求，“水平”或“垂直”度不够，断合时易发生“打火”，从而产生“电蚀”现象。

7.环境温度过高，空气潮湿，有毒有害气体使触点产生自然腐蚀、化学腐蚀，导致触点面凹凸不平或起斑，断合时易发生跳跃“打火”，产生“电蚀”现象。

8.触点在断开性负荷时，由于电磁感应的原因产生的“打火”，产生“电蚀”现象。

从以上分析情况可以看出，“触点”损坏的主要原因中，75%是人为因素造成的（1-6条），35%是由于自然因素造成的。因此，要采取相应的保护方法，必须从两方面入手。

三、适当挑选灭火花电路，清除“电蚀”

“触点”电蚀的危害很大，因此，根据“触点”所断开的具体情况，适当挑选如下灭火花电路，即可以起清除“电蚀”的现象。

1.电阻灭火花电路

图中K为动合“触点”，L、RL为感性负载的电感和直流电阻。R为灭火花电阻。在空气中“触点”K在即将断开的瞬间，气隙击穿的临界电压约300v，因此，r的接入应使UK

2.阻容灭火花电路

这种阻容灭火花电路，是将L中的磁能转化为C中的电能，从而达到消除火花的。和图3比较，由于C隔断了仅有r时存在的泄漏电流（并接在K两端时），或者避免了触点闭合时r上的能量消耗（并接在负载两端时）。另一方面，C是惯性元件，两端电压不能突变，“触点”K断开瞬间端电压仍由r决定。因此，r不能任意选取，r太小，K闭合时电容器的放电电流很大，仍会烧蚀触点，r太大和电阻火花电路一样，触点断开瞬间的又会超过允许值，达不到保护的目的。此外，还需要避免RL+r、L、C三者构成的回路产生振荡，即必须满足定条件RL+r>2通常r≈50-100Ω，C=0.1—1uF。

3.氖管灭火花电路（图5）

取氖管起辉电压大于工作电压E，小于400V-500v，当断开时”触点”两端电压升高至200-500v时，氖管即起辉放电，避免触点烧蚀。当K两端电压恢复到稳定值E时，氖管熄灭，堵塞漏电流，从而达到灭火花的目的。

4.非性元件灭火花电路

利用非线性元件保护触点是比较好的办法，图6是用压敏电阻构成灭火花电路。压敏电阻的阻值。对外加电压很敏感。外加电压增大时，阻值减小，外加电压越大，电阻值下降越明显。

当K闭合时，两端电压为零，Km值较大，泄漏电流可忽略不计，K断开瞬间，K两端电压急速升高，Rm值急剧下降，此时便保护了触点，避免了火花。图（a），（b）灭火花效果相同，但E小于100V时，常用（a）图，大于100V时常用（b）图。这种电路和阻容电路相比，具有线路简单，重量轻，耐冲击性强等优点。

四、其他保护方法

1.解决“触点”的积沉灰物

灰尘是影响触点障碍率的重要因素，必须认真对待，目前通用办法是加装防尘罩，减少灰尘沉积。磁力启动器.交流接触器和继电器的触点，工厂生产时已配置，因此，在使用过程时，若防尘罩破损，要及时更换。

触点使用一段时间后，表面会产生一层黑色的氧化膜，若不及时清理，也会造成触点接触不良，因此，应定期清扫，用四氯化碳及其它触点清洗剂均可，但严禁使用汽油或随意用酒精。

2.正确安装和使用触点

电气设备的安装均有严格规定如继电器的安装，要求分清是水平安装或是垂直安装，严格执行产品厂家的规定和技术要求，否则继电器有可能失灵。要了解触点的额定容量，不要过负载使用。衔铁的行程，衔铁上的压力（起始压力），触点的压力，动作安匝力均应到达规范要求使用。

根据负载情况，触点可以并联或者串联使用，也可以增大